陶冶
华能大庆热电有限公司 , 黑龙江 大庆163000
摘要：电厂锅炉系统存在着煤种繁杂不一，设备改造及老化严重，生产运行中大范围的变负荷等问题，使得机组运行工况偏离最优工况，机组普遍出现锅炉效率降低、生产成本增高的状态。基于此，以下对电厂锅炉燃烧优化及应用进行了探讨，以供参考。
关键词：电厂锅炉；燃烧优化；应用
引言
在热电电厂锅炉燃烧过程中，为提高能源的利用率，使发电过程安全稳定的进行，对锅炉燃烧运行进行合理的优化，通过优化使锅炉内的送风量、引风量控制在合理的范围内，同时提高燃料的燃烧面，使锅炉内保持充分的燃烧状态，进一步减少烟气产生的热损失，从而提高锅炉的燃烧效率。
1电厂锅炉燃烧运行中的问题
1.1煤粉燃烧不稳定
煤粉燃烧不稳定，火焰中心偏移炉膛中心，火焰贴墙将引起水冷壁结渣、燃烧器受损，极端情况下甚至会诱发锅炉爆炸造成安全事故等。另外燃烧不稳定会导致炉膛热效率降低，产生更多的NOx。
1.2测量手段欠缺，风、粉、灰测量不到位
为使锅炉运行更加稳定，需将风速、煤粉量及飞灰可燃物控制在合理范围内，采用测量方法对其进行测量。但热电厂在测量时，由于测量手段有限未能精准测量煤粉量，风速以及飞灰可燃物测量可能与实际偏差值较大，致使锅炉无法稳定的运行。以测量锅炉内的飞灰可燃物为例，主要测量灰中的碳含量，如碳含量超标证明锅炉内的煤炭未能充分燃烧。此外在实际测量工作中，受到锅炉运行状态、自然条件等因素的影响，会导致测量数据存在较大的误差，并且测量设备受到损害，长期使用测量精度不断下降。
1.3燃烧热效率问题
烟气含氧量是锅炉运行状态的重要表征参数，含氧量过小炉膛煤粉无法充分燃烧，含氧量过大又将导致炉温降低，影响炉膛热效率。
2电厂锅炉燃烧优化及应用
2.1引风控制优化
炉膛负压是锅炉生产安全与否的主要参数指标，而引风机是调节炉膛负压的主要环节。在热电厂中，挡板调节和液力耦合器调节是引风机的两种控制方式。液耦和挡板的区别在于，液耦可以精确控制引风机出力，相对节能，但另一方面这也对仪器精度提出更高的要求。因此，综合实际电厂生产条件，在液耦精度要求允许的情况下，此锅炉的负压控制系统是由双侧引风机的液力耦合器来调节。电流自平衡是指将双侧液力耦合器的电流控制在一个相近的范围内，以达到控制作用快速有效响应。当炉膛负压随着扰动偏离设定值，调节指令会送达到电流相对小的液耦，避免大电流的液耦控制器满开或者接近满开时，调节指令依然送达该液耦。该方法有效将两侧液耦电流的差值控制在DI以内(DI可根据实际运行工况改变)，从而达到调节效果快速有效。电流自平衡使炉膛负压能够迅速有效调节至设定值，响应引风量和送风量变化，减弱内外扰动的影响。
2.2优化飞灰中可燃物浓度
锅炉在燃烧期间，燃料燃烧会产生较多未能充分燃烧的可燃物质，使锅炉内飞灰中含有较多的可燃物，其会影响锅炉的燃烧效率。锅炉飞灰中可燃物含量较高，一方面是制粉系统运行效率较低、未能对燃料进行充分的粉碎，另一方面锅炉内的风量控制存在问题，锅炉内未能处于充分燃烧状态，可燃物含量不断提高。优化飞灰中可燃物浓度需对锅炉内的飞灰可燃物进行测量，在测量的同时，协调锅炉燃烧过程与送风量间的关系，使二者保持在合适的状态。
2.3给煤控制优化
给煤量控制是通过手操器总操，给定总煤量来自动调节，稳定主蒸汽压力。当煤量发生波动时，调节下一时刻的给煤量指令，对煤量进行及时修正。锅炉负荷与给煤量需要自学习和辨识，自动计算当前负荷所需要的总煤量，根据负荷偏差和主蒸汽压力偏差，修正预测煤量。多变量自适应优化控制是在生产运行中采集入煤炉量、主蒸汽压力和锅炉氧含量等参数信息，确定燃烧过程的实际工作状态，优化性能准则，产生自适应控制规律，达到在线实时调节给煤量，使锅炉处于最优的运行状态，可达到解决煤种变化的自适应调节。
2.4通过燃烧调整均匀炉膛内温度分布，消除局部高温区
进行单因素调整试验，保持12h后检查炉膛温度变化和结焦、掉焦情况，总结改进燃烧调整。分以下几个因素进行调整:①适当减少总风量，延缓燃烧速度，氧量在之前控制值的基础上降低0.5个百分点运行;②改变各层配风比例，下部浓粉层二次风门由60%～80%关小至40%～60%，浓粉燃烧器周界风门由10%～20%开大至20%～30%，上层淡粉周界风门由10%～20%开大至20%～40%;③均衡各层燃烧器出力分配比例，并注意保持燃烧稳定性。
2.5基于锅炉燃烧器改造的锅炉燃烧优化
燃烧器是保证锅炉稳定燃烧的重要设施，对锅炉进行低氮燃烧器改造，在不同的条件下进行空气分级燃烧、燃料分级燃烧或烟气再循环燃烧，可有效降低NOx生成量并提高锅炉燃烧效率。针对某电厂350MW超临界锅炉机组提出了低NOx燃烧器改造，改造方案包括复合空气分级、低NOx燃烧器、高位分离燃尽风等减排措施，方案在满足低NOx排放的同时提高了燃烧效率并防止了结渣及高温腐蚀等问题。但在低氮燃烧器改造实际应用中，该技术会对锅炉的稳定性、水冷壁结焦、飞灰含碳量、运行效率等方面产生影响，因此在改造技术实施过程中需要根据影响锅炉稳定性的各类因素对二次风、氧量以及分级燃烧技术等进行调整。
2.6对锅炉燃烧器的摆角和燃尽风进行调节
首先，在空气分级燃烧技术中的关键因素中，主要是指氮氧化物的生成量。而为了可以避免在技术中出现温差问题，这就可以让锅炉燃烧器的风摆角随时保持向上倾斜状态。这样一来，不仅可以有效避免温差，而且可以减少锅炉的燃烧时间，从而达到降低燃烧成本的目的。同时，为了可以增加锅炉的稳定程度，可以将燃尽风挡板根据实际的需求进行调整。其次，锅炉燃烧在火电厂中，通常是具有高技术、高标准的特点，不仅整个流程的操作方式比较繁杂，而且对于过程中产生的物质要求专业的解释能力比较高，这样才可以及时地处理相关燃烧问题，避免因时效性而耽误解决燃烧问题的效率。最后，为了可以提高火电厂锅炉燃烧的环保能力，这既需要工作人员对于低氮生产保持有具体的火电厂锅炉燃烧环保的相关概念和方法，又需要在实践中具体控制、降低燃后产生的氮氧化物排放量，从而最终达到生产和环境效益双丰收的效果。
结束语
锅炉的燃烧状态影响着整个机组的运行效率及电厂的发电效率，并且由煤粉燃烧产生的NOx会造成环境污染，因此对火电机组而言很有必要采用一定的优化技术对锅炉进行燃烧优化，在提高锅炉燃烧效率的同时控制污染物排放，从而保证锅炉经济、平稳、低污染的运行。
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